水利工程建设岩土勘察常见问题分析

2021-01-07李林骅

河南建材 2021年2期

李林骅

江西省水利科学研究院（330029）

为满足工业化、城市化对电力、供水的需求，促进区域发展，我国在一些重点地区大力兴建水利工程，以发挥其发电、水资源调配等功能。随着水利工程建设难度的日益增大，工程企业逐步意识到岩土勘察工作的重要性，但是，很多企业在进行岩土勘察工作的过程中，还存在各种的问题。为提升岩土勘察的有效性，必须要严格坚持“节水优先，空间均衡，系统治理，两手发力”治水方针，避免岩土地质对工程质量、安全产生的不利影响。

1 岩土勘察的基本概述

1.1 岩土勘察的类型和应用

在工程建设领域，岩土勘察是指导工程建设施工的关键性工作，不同类型的工程项目实施过程中，所面临的勘察条件也有所区别，根据勘察环境的特征，岩土勘察包含了以下的类型:铁路工程勘察、港口码头工程勘察、大型桥梁工程勘察、公路工程勘察、工业建筑勘察、民用建筑勘察、水利水电工程勘察。这些不同类型的岩土勘察下，虽然大致的勘察内容极为相似，但都需要考虑工程现场的特殊性。对于大型桥梁、铁路工程和水利工程而言，岩土勘察是非常重要的，可以指导后续的施工方案确定，进而实现工程的质量和成本控制。我国对于这些大型项目的岩土勘察提出了严格的技术规范和标准，为确保实现岩土勘察在工程建设方面的作用，相关人员在开展岩土勘察时要严格执行规范标准。

1.2 岩土勘察的具体内容

岩土勘察的内容非常多，在具体的勘察过程中，专业人员需首先通过测绘、勘探等环节，来全面掌握勘察现场的地质地形情况；然后通过采样、原位测试、室内土工试验、现场检查等全面掌握工程现场的土质情况，做好现场土质的全面分析与评估；利用水文调查、水位监测等手段，获得勘察区域内的水文情况，全面了解区域水位变动、地下水与地表水的分布情况。

2 水利工程建设岩土勘察常见问题

2.1 地下水位上升

由于水利工程建设环境的特殊性，地下水位上升会对正常的施工作业产生极为不利的影响，在地下水位上升的情况下，施工难度将会大大增加。因此，在岩土勘察工作中，必须要密切关注潜水位的变化趋势。潜水位上升的诱发因素非常多，如施工技术选择不当、施工操作不规范等都会导致工程现场水位的变化。当地下水水位上升明显且频繁时，会对工程现场的土体结构产生严重的威胁，土体结构极易被破坏，岩土的强度大幅降低。一旦岩土软化严重，出现流沙与粉土的概率也将大幅度增加，对工程建设的质量控制极为不利。因此，在工程建设前期，必须要重视岩土勘察工作。

2.2 地下水位下降

人类活动是导致地下水水位降低的直接原因。各种不合理的地下水资源开发与利用活动，虽然满足了人类的各种用水需求，但也造成了地下水水位的下降，而地下水位的降低会诱发水利工程建设时的沉降、崩塌与塌陷威胁。

2.3 地下水位升降频繁

如果水利工程建设区域内的地下水位升降频繁，将会导致膨胀性岩土的产生，岩石初选变形的均匀性无法保证。具体来说，一旦地下水位升降频繁，就会诱发严重的膨胀收缩变形问题，岩土膨胀收缩幅度增加的过程中，地裂、流砂与管涌等问题将无法避免，最终会对已有的工程结构产生严重的破坏与威胁。

3 有效处理地质勘察中岩土问题的措施

3.1 将水文地质评价纳入重点范畴

水利工程项目中，地基是基础结构，决定着整个水利工程结构的稳定性，如果地基不稳定，即使后续的施工质量再高，水利工程同样会面临极大的安全威胁。地基施工必须要以地质勘察为前提，只有保障了地质勘察资料的准确性和完整性，才能够使得地基结构设计更为科学，保障地基良好的承载力。因此，在岩土勘察工作中，相关人员必须要严格做好工程区域内的水位地质勘察，将水文地质评价纳入重点的勘察工作，结合勘察的水文地质情况，评估其对工程建设的影响。

3.2 充分了解岩土水属性

在岩土勘察工作中，勘察人员需要从施工实际要求出发，掌握岩土的水理和物理特性。通常情况下，水理特性主要是指岩土与地下水之间所存在的演变关系。地下水在岩土中的赋存条件相对多样，如承压水、岩溶水等，当地下水形态出现细微的变化以后，与之相关的岩土强度等指标也会发生一定的变化，而这些变化同样会对水利工程建设产生影响，因此，在岩土勘察工作中，相关人员必须要充分了解岩土的水理特性。

3.3 岩土试验的方法

通常情况下，岩土试验主要以室内试验和现场试验为主，室内试验的对象一般为普通黏性土，现场试验的对象是无黏性沉积土、高饱和沉积土，这些试验的目的是为了获得土体的压实度、强度指标。在试验过程中，一般采用圆锥动力试验方式，将圆锥探头置入土体中，利用分层分析的方式来进行圆锥动力分析，这种试验方式的操作相对便捷，不需要投入其他复杂的工具与设备，但是所获得的试验结果的准确度相对较低[1]。

室内岩石试验的主要目的是获取岩石的弹性模量、软化系数，岩石根据不同的分类标准有多种类型，在岩石试验的过程中，需结合岩石的种类来选择恰当的试验方法。软化系数主要指的是饱和与干燥状态下岩石单向抗压强度比，专业人员可以利用此指标来评估岩石的耐风化、耐水浸能力；弹性模量同样是岩石试验中需要关注的重要指标，与岩石类型、组成、颗粒大小等有着紧密的关系[2]。

3.4 地下水确定

水利工程项目中，因为地下水水位的高低会对工程施工产生一定的影响，所以相关人员必须要严格做好地下水水位的勘察工作。在水位勘察的过程中，需划分不同的时期来确定地下水水位，如丰水期、平水期与枯水期的最低、最高水位，相关人员应确定相应的监测方案，并在监测方案中明确规定采样时间与频率。天气等因素可能会干扰正常的勘测工作，这种情况下，可以通过历史资料的对比来分析地下水水位的规律性特征。在开展地下水的渗透性试验时，需采用现场试验与室内试验相结合的方式。

3.5 制订完善的勘察管理制度

为了避免在水利工程岩土勘察工作中出现各种问题，提高岩土勘察结果的有效性，勘察企业需要建立健全勘察管理制度，用制度来约束与指导勘察人员的勘察工作。勘察管理制度的制订必须要以我国的相关法律法规为基础，制度中的相关内容必须要符合水利工程的具体情况。在实际的勘察工作中，有关人员还需要做好定期的监督与检查工作，严格遵守相应的制度规范，避免不当操作行为的出现。此外，为提升勘察效率与质量，还需要加强先进勘察技术与设备的引进与应用。

3.6 加强室内外测试技术研发，引进先进的新型技术

水利工程的岩土勘察工作中，要提升勘察结果的有效性，就需要加强先进勘察技术的研发。通过加强室内外测试技术的研发，使得在实际的岩土勘察中，能够利用先进的勘察技术来保障勘查结果的准确性，如可以通过波速测试、多功能静力触探头、静载荷试验、标准贯入试验等的开展，提高岩土勘察结果的准确性与全面性，将所获得的试验检测结果加以综合对比和分析，从中发现岩土勘察的具体特征和不同试验检测之间的关联性，从而来指导实际的工程设计与施工。为获得可靠的岩土勘察资料和数据，还要利用离心模拟技术等现代化的检测技术来进行岩土层承载能力、土层颗粒成分和变形指标等的全面分析与评估。